(57)【要約】  【課題】外装レス面実装タイプの金属化フィルムコンデンサを無鉛リフローはんだ付けする時の第２電極層の突沸を防止し、外観不良をなくす。  【解決手段】コンデンサ素子の両端面に電極引出部の第１電極層を形成した後、第２電極層を形成する金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法において、  第１電極層を形成したコンデンサ素子に樹脂を含浸、硬化後、第２電極層を電気メッキまたは無電解メッキにより形成する。  上記の樹脂は粘度１〜１０００ｍＰａ・ｓのエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂とし、  第１電極層はＣｕ６０〜７０％残Ｚｎからなる合金、Ａｌ７０〜９０％残Ｓｉからなる合金、Ａｌ４０〜５６％とＳｉ４％以上とＺｎ４０％以上からなる合金、Ｚｎ９０％以上で残Ａｌからなる合金、Ｚｎ単体のいずれかを溶射して構成され、第２電極層はＳｎ単体、またはＳｎ９５％以上で残Ｃｕからなる合金で構成する。  【選択図】図１
2006012988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金属化フィルムを巻回した素子に、後巻用プラスチックフィルムを重ね巻きしてコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引出部の第１電極層を形成した後、第２電極層を形成する金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法において、
第１電極層を形成したコンデンサ素子に樹脂を含浸した後、樹脂を硬化させ、次に第２電極層を電気メッキまたは無電解メッキにより形成することを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂が、粘度１〜１０００ｍＰａ・ｓのエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂であることを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の第１電極層が金属溶射により形成されていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の第１電極層が、銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、アルミニウム７０〜９０％残ケイ素からなる合金、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％以上からなる合金、亜鉛９０％以上で残アルミニウムからなる合金、亜鉛単体のいずれかで構成されることを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の第２電極層が、スズ単体、またはスズ９５％以上で残銅からなる合金の電気メッキまたは無電解メッキにて形成されていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の第２電極層が、ニッケルまたは銅の下地メッキ層を有することを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外装レス面実装タイプの金属化フィルムコンデンサに関するものであり、特に耐電流特性に優れ、はんだ耐熱性を向上させた金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、面実装タイプの金属化フィルムコンデンサは、偏平型の素子構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記の偏平型フィルムコンデンサは、一対の金属化フィルムを巻回し重ねた素子に、後巻用プラスチックフィルムを重ね巻回してコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引出部の第１電極層、第２電極層と順次形成した後、耐湿性向上のため、樹脂を真空含浸（または超音波含浸）し、余剰の樹脂を取り除き、加熱硬化した後、外部電極を取り付け構成する。
【特許文献１】特開２０００−５８３６９号公報（第２−６頁、図３、図５、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、環境問題からはんだの鉛フリー化が進められているが、一般的な無鉛はんだは、従来の鉛入りはんだより溶融温度が高いため、金属化フィルムコンデンサには耐熱性の向上が求められている。
しかしながら、上記金属化フィルムコンデンサでは第２電極層に外部電極との接合性を向上させるため、低融点金属が使用されているが、２６０℃、１０秒間の無鉛はんだリフローを行うと、第２電極層に含浸された樹脂が熱膨張し、半溶融状態となった第２電極層の金属が外部に押し出されて突沸状態になり、金属化フィルムコンデンサの外観、耐湿性が劣化するという問題を有していた。
また、耐湿性を向上させるため第２電極層形成後、樹脂含浸しているが、はんだ付性が低下することから、別途、外部電極としての板状端子を取付ける必要があり、工数を要し、また、部材コストも高くなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するものであり、２６０℃、１０秒間等の無鉛はんだリフローにおいても金属化フィルムコンデンサの第２電極層からの突沸がなく、はんだ付性が改善され、かつ、耐湿性を向上することができる金属化フィルムコンデンサを提供するものである。
すなわち、一対の金属化フィルムを巻回した素子に、後巻用プラスチックフィルムを重ね巻きしてコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引出部の第１電極層を形成した後、第２電極層を形成する金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法において、
第１電極層を形成したコンデンサ素子に樹脂を含浸した後、樹脂を硬化させ、次に第２電極層を電気メッキまたは無電解メッキにより形成することを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法である。
【０００５】
また、上記樹脂が、粘度１〜１０００ｍＰａ・ｓのエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂であることを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法である。
【０００６】
さらに、上記の第１電極層が金属溶射により形成されていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法である。
【０００７】
そして、第１電極層が、銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、アルミニウム７０〜９０％残ケイ素からなる合金、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％以上からなる合金、亜鉛９０％以上で残アルミニウムからなる合金、亜鉛単体のいずれかで構成されることを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法である。
【０００８】
また、第２電極層が、スズ単体、またはスズ９５％以上で残銅からなる合金の電気メッキまたは無電解メッキにて形成されていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法である。
【０００９】
さらに、第２電極層が、ニッケル、または銅の下地メッキ層を有することを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の金属化フィルムコンデンサは、コンデンサ素子の両端面に、高融点金属からなる第１電極層を形成した後、樹脂を含浸し、余剰の樹脂を取り除き、硬化させた後、電気メッキまたは無電解メッキで第２電極層を設けることにより、第２電極層には樹脂が含浸されないため、無鉛はんだリフローにより第２電極層が半溶融状態になっても金属が突沸状態になることはなく、外観不良発生の防止を図ることができる。
また、第２電極のメッキ層で、はんだ付けが十分可能であるので、外部電極としての板状端子を別途、取り付ける必要がなく、工数削減ができ、また、部材コストの低減をも図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
一対の金属化フィルムを巻回した素子に後巻用フィルムを重ね巻回してコンデンサ素子３を形成し、該コンデンサ素子３の両端面に、電極引出部の第１電極層４ａを形成して樹脂含浸し、硬化させた後、第２電極層４ｂを電気メッキまたは無電解メッキで形成する。その後の樹脂含浸は行わない。
ここで、第１電極層は銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、アルミニウム７０〜９０％残ケイ素からなる合金、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％以上からなる合金、亜鉛９０％以上で残アルミニウムからなる合金、亜鉛単体のいずれかで構成し、第２電極層はスズ単体、またはスズ９５％以上で残銅からなる合金で構成され、ニッケル、銅いずれかの下地メッキ層を有してもよい。
また、第１電極層形成後、含浸する樹脂は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂とする。
【実施例】
【００１２】
次に、本発明の実施例を図１、２に基づいて説明する。
［実施例１−１〜１−５］
【００１３】
図１は本発明の実施例によるコンデンサ素子３の断面図である。誘電体フィルムＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）にアルミニウムを蒸着した一対の金属化フィルム１を重ねて巻回し、これに後巻用ＰＰＳフィルムを複数回巻回してコンデンサ素子３を形成した。
次いで、コンデンサ素子３の両端面に各々、表１に示す金属を溶射して電極引出部の第１電極層４ａ（厚さ０．１５ｍｍ）を構成した。
【００１４】
このコンデンサ素子に粘度８００ｍＰａ・ｓの液状エポキシ樹脂を真空度１００ｋＰａ以下で含浸し、余分に付着した樹脂を除去後、１１０℃で３時間加熱し、樹脂を硬化させた。
【００１５】
樹脂硬化後、１８０℃、４時間熱処理を行った。次に、第１電極層４ａ上にニッケル下地メッキと厚さ１０μｍのスズ−銅合金メッキ層からなる第２電極層４ｂを電気（バレル）メッキにて形成した。
なお、電気メッキ条件は次のとおりとした。
（１）ニッケルメッキ（下地メッキ）
・方式  バレルメッキ
・温度  ４５±２℃
・浴の組成  硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸等
（２）スズ−銅合金メッキ
・方式  バレルメッキ
・温度  ２５±２℃
・浴の組成  硫酸第一スズ、硫酸銅、硫酸等
なお、第２電極層４ｂ形成後、樹脂含浸は行わなかった。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００１６】
（従来例１−１〜１−５）
上記実施例と同様に、コンデンサ素子３を形成し、その両端面に表１に示す金属を形成して電極引出部の第１電極層６ａを構成した。
【００１７】
その後、スズ８９％、残亜鉛、銅（厚さ０.２５ｍｍ）からなる第２電極層６ｂを溶射により形成し、粘度８００ｍＰａ・ｓの液状エポキシ樹脂を真空度１００ｋＰａ以下で含浸し、余分に付着した樹脂を除去後、１１０℃で３時間加熱し、樹脂を硬化させた。
【００１８】
このコンデンサ素子３に外部電極として板状端子７を抵抗溶接により取り付けた。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００１９】
（比較例１−１〜１−５）
上記実施例と同様に、コンデンサ素子３形成、および第１電極層４ａ、第２電極層４ｂを形成した。なお、第１電極層、第２電極層共に樹脂含浸を行わなかった。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００２０】
上記の実施例１−１〜１−５、従来例１−１〜１−５、および比較例１−１〜１−５について、２６０℃、１０秒間の無鉛はんだリフローを行い、また、６０℃、９５％の耐湿性試験を２０００時間実施して特性を測定した。ここで、試料数は各１０個とした。
その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
2006012988.tif 000003
【００２２】
表１より明らかなように、第１電極層を形成した後にエポキシ樹脂を含浸し、第２電極として電気メッキ層を形成した後、樹脂含浸を行わなかった実施例１−１〜１−５では、リフローはんだ付け後、第２電極層の突沸はなく、耐湿性試験後の静電容量、ｔａｎδの変化は従来例１−１〜１−５と比べて遜色なく安定している。
よって、第１電極層と第２電極層に樹脂含浸を行った場合と、第１電極層のみに樹脂含浸を行った場合とで、耐湿性において、大差ないことが分かる。
また、第２電極層まで樹脂含浸を行い、外部電極として板状端子を抵抗溶接により取り付けた従来例１−１〜１−５では、リフローはんだ付け後、第２電極層の突沸が発生した。
さらに、第１電極層、第２電極層に樹脂含浸を行わなかった比較例１−１〜１−５では突沸は発生しなかったが、耐湿試験後の特性が著しく悪化した。
以上より、第２電極層のメッキ層を設けることで、はんだ付けが十分可能となり、外部電極端子を別途、取付ける必要がない。そして、メッキ層の上から樹脂含浸しても耐湿性に変わりはなく、逆に、はんだ付け性向上の面から好ましくない。
【００２３】
［実施例２−１〜２−５］
上記実施例１−１〜１−５と同様の材料を使用し、同様の仕様にてコンデンサ素子を作製し、両端面に表２に示す金属を形成して電極引出部の第１電極層４ａ（厚さ０.１５ｍｍ）を構成した。
【００２４】
このコンデンサ素子に粘度２０ｍＰａ・ｓの液状エポキシ樹脂を超音波含浸し、余分に付着した樹脂を除去後、１１０℃で３時間加熱し、樹脂を硬化させた。
【００２５】
樹脂硬化後、１８０℃、４時間熱処理を行った。次に、第１電極層４ａ上にニッケル下地メッキと厚さ１０μｍのスズ−銅合金メッキ層からなる第２電極層４ｂを無電解メッキで形成した。
なお、無電解メッキ条件は次のとおりとした。
（１）ニッケルメッキ（下地メッキ）
・方式  バレルメッキ
・温度  ９０±２℃
・浴の組成  硫酸ニッケル、次亜リン酸ナトリウム、硫酸等
（２）スズ−銅合金メッキ
・方式  バレルメッキ
・温度  ９０±２℃
・浴の組成  硫酸第一スズ、硫酸銅、硫酸等
なお、第２電極層４ｂ形成後、樹脂含浸は行わなかった。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００２６】
（従来例２−１〜２−５）
上記実施例と同様に、コンデンサ素子５を形成し、その両端面に表２に示す金属を形成して、電極引出部の第１電極層６ａを構成した。
【００２７】
その後、スズ８９％、残亜鉛、銅（厚さ０.２５ｍｍ）からなる第２電極層６ｂを溶射により形成し、粘度２０ｍＰａ・ｓの液状エポキシ樹脂を真空度１００ｋＰａ以下で含浸し、余分に付着した樹脂を除去後、１１０℃で３時間加熱し、樹脂を硬化させた。
【００２８】
このコンデンサ素子に外部電極として板状端子７を抵抗溶接により取り付けた。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００２９】
（比較例２−１〜２−５）
上記実施例と同様に、コンデンサ素子形成、および第１電極層４ａ、第２電極層４ｂを形成した。なお、第１電極層、第２電極層共に樹脂含浸は行わなかった。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００３０】
上記の実施例２−１〜２−５、従来例２−１〜２−５、および比較例２−１〜２−５について、２６０℃、１０秒間の無鉛はんだリフローを行い、また、６０℃、９５％の耐湿性試験を２０００時間実施して特性を測定した。ここで、試料数は各１０個とした。
その結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2006012988.tif 000004
【００３２】
表２より明らかなように、第１電極層を形成した後にエポキシ樹脂を含浸し、第２電極層を形成した後の樹脂含浸を行わなかった実施例２−１〜２−５では、リフローはんだ付け後、第２電極層の突沸はなく、耐湿性試験後の静電容量、ｔａｎδの変化は従来例２−１〜２−５と比べて遜色なく安定している。
以上より、第２電極層のメッキ層を設けることで、はんだ付けが十分可能となり、外部電極端子を別途、取付ける必要がない。そして、メッキ層の上から樹脂含浸しても耐湿性に変わりはなく、逆に、はんだ付け性向上の面から好ましくない。
また、第２電極層まで樹脂含浸を行い、外部電極として板状端子を抵抗溶接により取り付けた従来例２−１〜２−５では、リフローはんだ付け後、第２電極層の突沸が発生した。
さらに、第１電極層、第２電極層に樹脂含浸を行わなかった比較例２−１〜２−５では突沸は発生しなかったが、耐湿試験後の特性が著しく悪化した。
以上より、第２電極層のメッキ層を設けることで、はんだ付けが十分可能となり、外部電極端子を別途、取付ける必要がない。そして、メッキ層の上から樹脂含浸しても耐湿性に変わりはなく、逆に、はんだ付け性向上の面から好ましくない。
【００３３】
ここで、実施例１−１〜１−５は、粘度８００ｍＰａ・Ｓのエポキシ樹脂を実施例２−１〜２−５は、粘度２０ｍＰａ・Ｓのエポキシ樹脂を使用していたが、エポキシ樹脂の粘度は１〜１０００ｍＰａ・ｓが適当である。１ｍＰａ・ｓ未満では含浸した樹脂が流れ出すという問題があり、また、１０００ｍＰａ・ｓを超えると、含浸率が低下する。
【００３４】
また、上記実施例では、第１電極層が銅６５％残亜鉛からなる合金、アルミニウム８８％残ケイ素からなる合金、アルミニウム４４％とケイ素６％と亜鉛５０％からなる合金、亜鉛９５％で残アルミニウムからなる合金、亜鉛単体のいずれかで構成され、第２電極層がニッケルを下地メッキとし、スズ−銅合金メッキで構成されたものを用いたが、第１電極層が銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、アルミニウム７０〜９０％残ケイ素からなる合金、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％以上からなる合金、亜鉛９０％以上で残アルミニウムのいずれかで構成され、第２電極層がスズ単体、またはスズ９５％以上で残銅からなる合金で構成され、ニッケルまたは銅を下地メッキしたものであれば同様の効果が得られる。
なお、第１電極層の厚さは０．１〜０．２ｍｍの範囲が適当である。０．１ｍｍ未満では耐電流性が低下し、０．２ｍｍを超えると、小形化する上で好ましくない。
そして、第２電極層のメッキ層の厚さは２〜２０μｍの範囲が適当である。２μｍ未満でははんだ付け時の濡れ性が低下し、２０μｍを超えると、コスト高となるため、好ましくない。
また、上記実施例では、エポキシ樹脂を用いて含浸したが、シリコーン樹脂でも同様の効果を得ることができる。さらに、樹脂硬化の条件は、実施例に限定されるものではなく、コンデンサ素子の大きさ、使用する樹脂により変更することができる。
そして、金属化フィルムもＰＰＳに限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタート、ポリエチレンナフタレート等にアルミニウム、亜鉛を蒸着する公知の材料を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例による金属化フィルムコンデンサのコンデンサ素子の断面図である。
【図２】図１のコンデンサ素子の外観図である。
【図３】従来例による金属化フィルムコンデンサのコンデンサ素子の外観図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    金属化フィルム
１ａ  金属蒸着部
１ｂ  誘電体フィルム
２    後巻用プラスチックフィルム
３    コンデンサ素子
４ａ  第１電極層（溶射）
４ｂ  第２電極層（メッキ）
５    コンデンサ素子
６ａ  第１電極層（溶射）
６ｂ  第２電極層（溶射）
７    外部電極板状端子
【図１】
2006012988.tif 000005
【図２】
2006012988.tif 000006
【図３】
2006012988.tif 000007